楞次定律及其应用

教学目标
知识目标
　　理解楞次定律的内容,初步掌握利用楞次定律判断感应电流方向的方法；

能力及情感目标
　　1、通过学生实验，培养学生的动手实验能力、分析归纳能力；
　　2、通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真，不怕艰苦的学习态度．
　　3、从楞次定律的因果关系，培养学生的逻辑思维能力．
　　4、从楞次定律的不同的表述形式，培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力．

教学建议

教材分析
　　楞次定律是高中物理中的重点内容，由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及安培定则和右手螺旋定则进行正确的判定和使用，才能得到正确的感应电流的方向．所以这部分内容也是电学部分的一个难点．为了突破此难点，可以通过教学软件，用计算机进行形象化演示，将变化过程逐步分解，通过设疑——突破疑点——理解深化，由浅入深的进行教学．

教法建议
　　在复习部分，先让学生明确闭合电路的磁通量发生变化可以产生感应电流，用计算机动态模拟导体切割情景，让学生顺利地用右手定则判断出感应电流的方向，马上在原题的基础上变切割为磁场增强，在此设疑：用这种方法改变磁通量所产生的感应电流，还能用右手定则判断吗？如果不能，我们应该用什么方法判断呢？使学生带着疑问进入新课教学中去．
在新课教学部分，充分运用学生实验和媒体资源分析相结合的教学方法，帮助学生自己发现规律，了解规律，所设计的软件紧密联系实验过程，将动态演示和定格演示相结合，做到动中有静，静中有动，以达到传统教学方法所不能达到的效果．另外，在得到规律之后，为了突破难点，首先利用软件演示和教师讲解相结合的方法帮助学生理解“阻碍”和“变化”的含义，然后重现刚才学生实验的动态过程，让学生自己总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤，并提供典型例题，通过形成性练习，使学生会应用新知识解决问题．
在对定律的深化部分，将演示实验、学生讨论、软件演示有机的结合起来，使学生从力学和能量守恒的角度加深对楞次定律的理解．
建议本节课的教学方法为现代化教学手段---计算机与传统的教学方法进行有机的结合,以实现教学过程和效果的优化为宗旨,采用计算机模拟动态演示、学生实验讨论、教师讲解的方式达到预定的教学目标．设计的软件紧扣教学目标，为完成教学任务服务，充分突出现代化教学手段的优势．

 

楞次定律的教学设计方案

一、教学目标

　　1、理解楞次定律的内容

　　2、理解楞次定律和能量守恒相符合

　　3、会用楞次定律解答有关问题

　　4、通过实验的探索，培养学生的实验操作、观察能力和分析、归纳、总结的逻辑思维能力．

二、教学重点：对楞次定律的理解．

三、教学难点：对楞次定律中的“阻碍”和“变化”的理解．

四、教学媒体：

　　1、计算机、电视机（或大屏幕投影）；

　　2.、线圈、条形磁铁、导线、干电池、蹄形磁铁、灵敏电流计、楞次定律演示器．  

五、课堂教学结构模式：探究式教学

六、教学过程：

复习：

　　1、提问：产生感应电流的条件是什么?

　　电脑演示例题：请同学回忆右手定则的内容，并判断闭合电路的一部分导体切割磁感线时所产生感应电流的方向．

引入：

　　电脑设置新情景并提出问题引起学生思考:如果用其它方式改变磁通量，从而产生感应电流，如何判断感应电流的方向呢？

新课教学

（一）、通过旧知识给出新结论：

　　即利用右手定则判断闭合电路的一部分导体切割磁感线而产生的感应电流的方向给出结果：

　　当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场方向相反；

　　当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同．

（二）、学生实验：实验内容见附表一．

实验准备

　　1、查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，搞清螺线管导线的绕向．   

　　2、通过学生分析实验结果和电脑的演示,使学生发现自己的实验结果与上述结论相一致．

　　当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就有感应电流产生．现在，我们再来根据实验的结果来得出判断感应电流方向的规律．由于电流方向和它所形成的磁场方向是有确定的规律的，因此，如果能够确定感应电流的磁场的方向，便能够确定感应电流的方向．

附表：

动作

原磁场    方向

(向上、向下)

原磁通量 变化情况

(增大、减小)

感应电流方向

（俯视：顺、逆时针）

感应电流磁场 方向

(向上、向下)

与 方向的关系 （相同、相反）

极向下插入

         

极不动

         

极向上抽出

         

极向下插入

         

极不动

         

极向上抽出      

         

（三）、楞次定律内容的教学部分：

　　1、通过前人所做实验的大量性来说明此结论的普遍性．

　　2、通过电脑软件模拟实验过程, 进一步分析实验的结论, 根据实验现象所反映的物理本质的规律，请学生得出确定感应电流方向的具有普遍意义的规律并加以叙述，教师予以评价、修正，在此基础上得出楞次定理的完善表述．得到楞次定律的内容：

电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

　　3、通过电脑演示,使学生进一步理解“阻碍”和“变化”的含义．

　　感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场．因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反．

　　这里的“阻碍”体现为：当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少；当回路中的磁通量不变时，则没有“变化”需要阻碍，故此时没有感应电流的磁场，也就没有感应电流．

（四）、楞次定律的应用教学部分：

　　通过软件教学模拟实验过程,并加以引导,使学生独立思考：

　　总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤．

练习部分：
　⑴ 方形区域内为匀强磁场,在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中，判断感应电流的方向

　　⑵ 无限长通电直导线旁有一个矩形线圈，当线圈远离直导线时，判断感应电流的方向

　　⑶ A、B两个线圈套在一起,线圈A中通有电流,方向如图,当线圈A中的电流突然增强时,B中的感应电流方向如何?

（五）、定律的深化部分:

　　1、楞次定演示器进行演示实验引起学生的思考．

　　2、通过学生的讨论和电脑软件的演示对实验现象进行分析,得到实验现象产生的原因．

　　3、深化:

　　从导体和磁体的相对运动的角度上看:电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动;

　　②楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现．

　　从能量转换的角度来分析：螺线管中用楞次定理得出的感应电流所形成的磁场，在螺线管上端为 极，这个 极将排斥外来的条形磁铁的运动，条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小，即动能要减少；要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功．可见，电磁感应现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来的．因此，楞次定理与能量转换与守恒规律是相符合的．

　　反之，我们可以设想一下，若感应电流方向与用楞次定理判断得出的方向相反，则螺线管的磁场将与条形磁铁相互吸引，这样条形磁铁的速度会愈来愈大．也就是说在电路获得电能的同时，磁铁的动能也增加了．这时，对于电路和磁铁组成的系统来说，它将找不到是由什么能量转化而来的，电能和动能是凭空产生了，这显然与自然界最基本的规律之一—能量守恒定律相违背．

（六）、小结：

总结楞次定律的三种表述方式：

　　表述一：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化；

　　表述二：导体和磁体发生相对运动时，感应电流的磁场总是阻碍相对运动；

　　表述三：感应电流的方向，总是阻碍引起它的原电流的变化；

作业:  书后练习

（七）、板书设计:

楞次定律及其应用

内容：

感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律．

应用：

判断感应电流方向的步骤：

1确定原磁场方向；

2判断穿过闭合电路磁通量的变化情况；

3根据楞次定律判断感应电流的磁场方向；

4根据安培定则判断感应电流的磁场方向．

《楞次定律及其应用》